談市政道路工程中瀝青的質量控制

賈小燕

（太原市市政工程總公司，山西太原　030002）

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談市政道路工程中瀝青的質量控制

賈小燕

（太原市市政工程總公司，山西太原030002）

摘要：對市政道路工程中使用的道路石油瀝青組成、分類及主要技術指標進行了闡述，總結了道路設計、施工、竣工驗收及通車運營等階段的瀝青原材料質量控制要點，以達到提高瀝青質量的目的。

關鍵詞：道路石油瀝青，設計階段，施工階段，質量控制

瀝青混合料面層是以瀝青為膠凝材料，石料、礦渣等礦料為骨料組成的混合料鋪筑的路面，是高級路面的主要結構形式。近年來在太原市新建市政道路工程中占到了90%以上。其具有無接縫、平整度好、抗滑性好、行車舒適性高、噪聲低等優點。但是由于種種原因，有的工程出現了車轍變形、龜裂、松散、裂縫、泛油等病害，達不到設計使用壽命的要求，對國家財產造成了損失，影響了人們的生產生活。而瀝青作為瀝青混合料面層的主要原材料，對瀝青混合料面層的質量起著決定性作用。如何保證瀝青原材料的質量，成為市政道路工程中的一個重要問題。

1　瀝青概況及主要技術指標

1.1瀝青概況

瀝青（Asphalt）是由不同分子量的碳氫化合物及其非金屬衍生物組成的黑褐色固體或半固體，是一種防水、防潮的有機膠凝材料。瀝青的主要組成元素為碳、氫以及少量的硫、氮、氧等。瀝青主要由飽和酚、芳香酚、膠質和瀝青質等四個化學組分組成，不同產地瀝青的化學組分比例都不同。每種組分對于瀝青的性能都有不同的影響力，例如瀝青質主要起著提高粘度、粘結力、溫度穩定性的作用，膠質主要起著提高可塑性、流動性、粘結性的作用，飽和酚與芳香酚主要起著潤滑、柔軟膠質與瀝青質的作用。優質的瀝青組分比例應為：飽和酚∶芳香酚∶膠質∶瀝青質∶蠟= （13～31）%∶（32～60）%∶（19～39）%∶（6～15）%∶≤3%。瀝青是一種膠體結構，優質路用瀝青最好是溶—凝膠型結構，瀝青質含量適中，膠質很多并相互吸引。

瀝青材料按其獲得方式可分為天然瀝青、石油瀝青和焦油瀝青三大類。石油瀝青是道路工程中應用最廣的瀝青材料，通常稱之為瀝青，是采用石油經過減壓蒸餾、溶劑脫落瀝青或氧化等過程得到的產品。現階段道路工程中瀝青混合料面層主要使用石油瀝青以及由石油瀝青加工而成的改性瀝青、乳化瀝青。JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術規范中規定，我國道路石油瀝青主要是按照針入度值劃分為30號、50號、70號、90號、110號、130號、160號共7個標號適用于不同的區域，每個標號又根據針入度指數、粘度等指標劃分為A，B，C三個等級適用于不同等級的公路及路面層次。改性瀝青是由石油瀝青摻加一定比例的一種或多種橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細了的膠粉等改性劑，從而使瀝青的路用性能得到改善的瀝青混合物。改性瀝青根據改性劑材料種類分為SBS類，PE類（PR），SBR類，復合類等。乳化瀝青是石油瀝青與水在乳化劑、穩定劑等作用下經過一定乳化工藝，生成水包油或油包水的均勻、稀釋液態瀝青，通常作為道路粘層、透層使用。乳化瀝青根據離子情況與破乳速度以及適用范圍分為陽離子、陰離子、非離子等種類。

1.2瀝青主要技術指標

道路石油瀝青主要有以下技術指標：

1）針入度。試驗方法采用T0604—2011瀝青針入度試驗，是在25℃條件下100 g的標準針經過5 s的時間貫入瀝青試樣的深度（以0. 1 mm計）。針入度反映了瀝青的稠度、粘度，即軟硬程度。一般來說針入度值越小越好，可以用來確定瀝青標號。

2）軟化點（R&B）。試驗方法采用T0606—2011瀝青軟化點試驗（環球法）。瀝青試樣在金屬環內，上置直徑9. 53 mm質量（3. 5±0. 05）g的金屬鋼球，放于水或甘油中，以（5±0. 5）℃的速度加熱，至鋼球下沉達25. 4 mm時的溫度，以℃表示。軟化點反映了瀝青高溫穩定性，與路面發軟變形的程度有密切關系，我國規定一般在40℃～60℃之間。

3）延度。試驗方法采用T0605—2011瀝青延度試驗。將瀝青試樣制作成8字形標準試件，在規定溫度與拉升速度下拉斷開時的長度，以cm表示。一般普通石油瀝青用15℃的試驗溫度，改性瀝青用5℃的試驗溫度。15℃延度反映了瀝青的感溫性能、塑性。5℃延度可以很好地反映改性瀝青的低溫抗裂性。

針入度、軟化點、延度是評價道路石油瀝青路用性能最常用的指標，通稱“三大指標”。另外還有60℃動力粘度、蠟含量、閃點、溶解度、密度、TFOT（或RTFOT）后質量變化等指標。

其中60℃動力粘度反映了瀝青在盛夏季節的耐熱性能；蠟含量能夠綜合反映瀝青高溫、低溫等各方面的路用性能；閃點是反映瀝青加熱質量與施工安全性的一項重要指標，我國要求不大于230℃；溶解度反映了瀝青的純凈程度，規范要求不小于95. 5%；密度反映了瀝青的致密程度，我國對密度不做要求，只要求記錄數據；瀝青薄膜加熱（或瀝青旋轉薄膜加熱）后質量變化、殘留針入度比（25℃）、殘留延度（10℃）反映了瀝青受熱時性質的變化情況，我國標準要求質量變化不大于±0. 8%。

2　設計階段的瀝青質量控制

在道路設計階段，主要是選擇適合于工程的瀝青標號。選擇瀝青標號時，應考慮當地氣候條件及道路交通荷載情況。在JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術規范中，依據多年積累的氣象條件中高溫、低溫、雨量等指標確定了我國瀝青路面的氣候分區。山西省交通部門對省內做了更具體的劃分，太原市屬于夏炎、冬寒、半干區。根據氣候情況選擇瀝青時，夏季炎熱地區應選擇一些較硬、針入度較低、標號較低的瀝青；反之，冬季嚴寒地區應選擇一些較軟的瀝青。但是，太原市夏季炎熱、冬季寒冷，不可能完全滿足要求，只能兼顧。適宜于太原市瀝青路面使用的瀝青標號有90號、70號。另外，由于近年來車流量增加導致道路荷載增加，高溫車轍比低溫開裂更重要，瀝青標號選擇有向低的趨勢，主干道中機動車道的中面層、上面層多采用改性瀝青，以增加抗車轍能力。

3　施工階段的瀝青質量控制

施工階段的質量控制主要有以下幾方面：訂貨時選擇有實力的瀝青供應商；加強瀝青進貨時的質量檢測，確保進入施工現場瀝青原材料的合格率；加強瀝青混合料加工過程中的工藝控制，確保瀝青混合料的質量。

3.1瀝青招投標及訂貨階段的質量控制

瀝青作為道路工程中主要的原材料，在設計階段確定瀝青品種、標號后，應通過公開招標選擇有實力的供應商，來保證瀝青質量。選擇供應商時，要符合以下幾方面要求：1）注冊資金滿足要求的獨立企業法人；2）生產過程具有完善的質量控制體系；3）儲存能力滿足要求，施工高峰期供應量可以滿足要求；4）質量符合設計要求，有供應過其他同類工程的業績且未發生過重大質量事故。

3.2瀝青進貨及保管階段的質量控制

進貨前應該對每個標號的瀝青按設計說明中要求的指標全部檢測一次，確保滿足設計要求后方可大批量進貨。

如果是進口瀝青，在到達國內港口后，立即由瀝青供應商和監理單位共同見證，抽取瀝青試樣，送到第三方獨立檢測機構進行委托，檢測合格后，才可以裝車運到工地拌和站，同時供應商應提供本批進口瀝青的瀝青出廠檢測報告、中國口岸商檢報告。

國產瀝青應由瀝青供應商自檢合格后方可出廠，運輸過程中應該對運輸車罐口進行鉛封。車輛最好帶有GPS定位裝置，確保按規定路線行駛，不會中途換油。隨車應附帶瀝青合格證，寫明所用工程名稱、運輸車輛車號、瀝青生產廠家、標號、數量、發貨日期、該車瀝青主要技術指標數據等內容。

表1　瀝青檢測項目

瀝青裝運到工地拌和站后，每車瀝青由供應商、施工單位、監理單位、建設單位共同見證取兩份瀝青試樣，一份由施工單位檢測用，一份封存留樣。施工單位按照表1對不同品種瀝青進行不同項目的檢測。合格后，卸車入貯存罐以備使用，不合格的瀝青不準使用。瀝青貯存罐內應無殘留瀝青，各品種分別貯存不允許混存，貯存罐容量應符合施工要求。由于瀝青拌合設備設計問題，會出現燃燒油混入瀝青貯存罐以及水蒸氣串入瀝青中導致瀝青破壞的問題，在燃燒油混入瀝青貯存罐時，要盡快分離，抽出燃燒油，對瀝青廢棄或降級使用。如有水蒸氣串入瀝青罐，應進行脫水處理。瀝青從煉油廠煉制出來以后，直至拌合瀝青混合料之前，一直在保溫的瀝青罐之內，瀝青的熱態貯存、熱態運輸、在儲油罐內預熱等過程，往往會經歷很長的時間，會引起瀝青蒸發，導致瀝青物理性質發生變化。因此，要盡量做到瀝青的隨到隨用，減少瀝青運輸、貯存時間，降低貯存溫度，以保證瀝青質量。瀝青檢測項目見表1。

3.3瀝青混合料生產階段的質量控制

在瀝青混合料生產階段，主要是瀝青加熱溫度、瀝青用量以及瀝青混合料拌合時間的控制。瀝青溫度過高會引起瀝青的老化，瀝青混合料粘結力、高溫穩定性下降，瀝青溫度過低會使瀝青混合料拌合不均勻影響級配。因此，瀝青加熱溫度應該嚴格執行《公路瀝青路面施工技術規范》中要求的溫度。瀝青用量過大時路面會出現泛油、車轍等破壞，瀝青用量過小時會出現粘結力差、集料飛散的病害。每天應通過拌合設備計算機控制系統對瀝青用量進行統計、進行抽提試驗檢測瀝青用量，確保瀝青用量符合瀝青混合料配合比要求。瀝青混合料拌合過程中瀝青處于高溫狀態，與空氣接觸極易發生氧化后老化，因此要嚴格控制拌合時間。

另外，施工過程中應該對混合料拌和溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度等進行控制并記錄，對瀝青混合料進行穩定度、瀝青含量、車轍、路面壓實度等檢測，確保各項指標符合要求。瀝青拌和站要建立臺賬，主要包括瀝青檢測、入罐儲存和使用的情況。內容有瀝青標號、數量、檢測結果、入罐時間、使用日期、拌合瀝青混合料名稱、鋪筑層次路面樁號等。有條件的工地，可以利用計算機建立工程質量數據庫，采取平均值和極差管理圖的方法，繪制瀝青質量直方圖正態分布曲線，發現標準差及變異系數有增大趨勢時，及時分析原因，研究對策。

4　竣工驗收及運營階段的質量控制

施工完成后應對所有瀝青的資料包括記錄、臺賬等進行整理匯總。有關的原始記錄、試驗檢測及計算數據、匯總表格，必須如實記錄和保存，以便以后查閱或為以后的工程提供借鑒。通車運營后，禁止車輛超載。做好科學的檢測監控體系，發現病害時，及時養護。

5　結論及建議

隨著城市基礎設施建設力度的加大，瀝青路面作為一種良好的結構形式，適用范圍越來越廣，瀝青原材料的質量控制也越來越重要。瀝青的質量控制是一個系統工程，只要在了解瀝青的主要指標與工程要求之后，進行科學化、規范化的質量控制，在進貨階段加強瀝青原材料進場或開工前的檢測，做到事前控制，在使用過程中加強監控，保證瀝青混合料成品質量，便可以取得很好的效果。

參考文獻：

［1］JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術規范［S］.

［2］DB14T160—2007，山西公路改性瀝青路面施工技術規范［S］.

［3］張宜洛.瀝青路面施工工藝及質量控制［M］.北京：人民交通出版社，2011.

［4］沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能［M］.北京：人民交通出版社，2001.

Discussion on asphalt quality control of municipal road engineering

Jia Xiaoyan
（Taiyuan Municipal Engineering Corporation，Taiyuan 030002，China）

Abstract：The paper describes road petroleum asphalt organization，categories and major technological index used in municipal road engineering，summarizes raw asphalt material quality control points at road design，construction，and completion and operation phases，with a view to achieve the goal of improving asphalt quality.

Key words：pavement petroleum asphalt，design phase，construction phase，quality control

中圖分類號：TU712. 3

文獻標識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）09-0230-02

收稿日期：2016-01-20

作者簡介：賈小燕（1981-），女，工程師